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Introducción a técnicas
de control de velocidad
segura
Copyright © 2008 Rockwell Automation, Inc. All rights reserved.
Agenda
1.1.Descripción
Descripcióngeneral
generalde
deMSR57
MSR57
2.2.Diagrama
Diagramade
debloque
bloque
3.3.Revisión
Revisiónde
delalafunción
funciónde
deMSR57
MSR57
4.4.Ejemplos
Ejemplosde
deaplicación
aplicación
5.5.Descripción
Descripcióngeneral
generalde
deKinetix
Kinetix
6.6.Mapa
Mapade
desoluciones
solucionesde
demonitoreo
monitoreode
develocidad
velocidad
2
Relé de monitoreo de velocidad MSR57
• Impacto clave
– La primera solución de Rockwell para monitoreo de velocidad segura
– RA ofrece más que sólo una desconexión segura
• Características principales compatibles
–
–
–
–
–
–
–
–
–
–
SIL3, Cat 4
Hasta 2 encoders (TTL y Sen/Cos)
Entradas de seguridad para productos componentes de seguridad
Utiliza el mismo módulo HIM y software usado para variadores PF70
(Drive Explorer y herramientas de hardware DPI)
Monitorea y controla variadores estándares y de seguridad
Aplicaciones multiejes
Control de puerta para evitar acceso al peligro en situación riesgosa
Permite acceso durante condiciones de velocidad segura
Realiza la desactivación durante condiciones de sobrevelocidad
Ideal para instalaciones nuevas y existentes
• Aplicaciones clave
–
–
–
–
–
Juegos mecánicos de montaña rusa
Telesillas para esquiadores
Industria de neumáticos
Máquinas de rollos
Celdas robóticas
Los
Losclientes
clientesde
deK6K
K6KyyPF755
PF755requerirán
requeriránque
queMSR57P
MSR57Presuelva
resuelvasus
susaplicaciones
aplicaciones
3
Funciones de MSR57
Función
Operación
Paro de seguridad
Iniciar paro de seguridad (NFPA 79 Categoría 0, 1 ó 2)
Monitoreo de velocidad cero
Sólo permitir acceso (desbloquear la puerta) cuando el eje está
parado.
Velocidad segura limitada
Cuando se le solicite, monitorear la velocidad. Si se excede la
velocidad segura, iniciar el paro de seguridad.
Velocidad segura máxima
Siempre monitorear la máxima velocidad segura, incluso bajo
operación normal. Si se excede, iniciar el paro de seguridad.
Monitoreo de dirección segura
Cuando se le solicite, monitorear la dirección. Si la dirección de
rotación es incorrecta, iniciar el paro de seguridad.
Monitoreo y control de la puerta
Desbloquear la puerta para otorgar acceso cuando esté en una
velocidad segura o velocidad cero.
Control de interruptor de habilitación Usar en conjunto con la velocidad de seguridad limitada. Permitir
Monitoreo de aceleración máxima
acceso cuando esté a una velocidad segura. Si no hay interruptor
de habilitación, inicie el paro de seguridad.
Cuando está configurado, si se acelera demasiado, iniciar paro de
seguridad.
Par-desactivación
Par-desactivaciónsegura
seguraCat
Cat4,4,SIL
SIL3,3,PLe
PLeintegrado
integrado
4
Ejemplo de aplicación
• Zona protegida
• El operador no puede ingresar a la máquina
si hay movimiento presente
• Utiliza separaciones de seguridad e
interruptor de bloqueo de guarda para
impedir el acceso a la máquina
• Método mecánico para eliminar atascos
• Método mecánico para configuración y
aprendizaje de la máquina
5
Situaciones de seguridad de telesillas para esquiadores
Estaciones de carga/descarga
1. La silla llega a la estación, se
desacopla de la cuerda principal
2. Motores de accionamiento y
ruedas de presión desplazan la
silla por la estación
3. La silla no puede moverse más
rápido que la velocidad de
caminar
Cuerda principal
1. Monitoreo de velocidad segura
2. Monitoreo de dirección segura
3. Aceleración y desaceleración
seguras
¡El MSR57P también
puede usarse en
colinas de esquiar!
7
Conectividad de productos – Un solo eje
Monitoreo y
control de la
puerta
Carga
Arranque/
paro normal
O
BIEN
Variador
Paro de
emergencia
Paro de
seguridad
Velocidad
segura
limitada
Interruptor de
habilitación
9
Productos de RA compatibles
• Componentes de seguridad
– Todos se conectan directamente excepto los bordes de
seguridad
• Cortinas de luz, interruptores de enclavamiento,
operadores de botón pulsador, tapetes de
seguridad, interruptores de bloqueo de guarda
• Encoders
– Todos compatibles con variadores PowerFlex y Kinetix
– Sen/Cos
• 842HR
– Incremental (TTL)
• 845T y 845H
• Variadores
– PowerFlex, Kinetix
• Con y sin desconexión segura incorporada
– Competitivo
• Herramientas de configuración
– Drive Explorer
– Drive Tools (asistente disponible)
– HIM
10
Encoders de AB
• Amplia selección de productos de encoder
– Incremental
– Encoders absolutos
• Una vuelta
• Múltiples vueltas
– Eje hueco
– DeviceNet
– Interface en serie síncrona (SSI)
– Seno coseno (compatible con Hiperface)
Información de contacto:
Mehdi Abtahi
Gerente de productos
[email protected]
978-446-3331
11
845H y 845T
•
•
•
•
¡845H está a la venta #1 de AB!
¡845T está a la venta #2 de AB!
Encoders incrementales tamaño 20 y 25
La misma funcionalidad y montaje que
los modelos competitivos
• Más configuraciones estándar
disponibles
– Montaje, eje, eléctrico, salida, conexión, etc.
• Discos de código plástico de hasta
1500PPR
• Discos de código de vidrio de más de
1500PPR
12
Encoder seno coseno 842HR
• Retroalimentación absoluta para control
de posición
• Retroalimentación incremental de alta
resolución para control de velocidad
• Conmutación
• Interface diferencial seno coseno
• Interface RS-485 digital bidireccional
• Compatible con la interface Hiperface®
• Funciones de diagnóstico interno
• Alta precisión y resolución
• Máxima inmunidad al ruido
• Envolvente estándar tamaño 25
• Motor de alto rendimiento o
retroalimentación auxiliar
13
Encoder seno coseno 842HR
• Vuelta única – 1 vuelta
• Múltiples vueltas – 4096 vueltas
• Brida cuadrada
– Eje sólido de 3/8 pulg.
– Eje sólido de 3/8 pulg. con plano
• Eje hueco
– 15 mm, 1/2", 12 mm, 10 mm, 3/8", 8 mm,
1/4", 6 mm
• Fuente de alimentación eléctrica
– 5–12 VCC, 7–12 VCC
• Opciones de conector
– MS 10 pines
– M23 17 pines
14
Niveles de integridad de seguridad,
UN SOLO ENCODER
•
¿Está el motor en la lista mágica?
– Motores Kinetix con encoders
incorporados reúnen los requisitos
– Se incluirán en el Manual del usuario
•
•
•
¿Eje roto debe ser considerado por el
cliente?
¿Deslizamiento de eje debe ser
considerado por el cliente?
¿Utiliza la conmutación?
– Motor magnético permanente usado
Encode r
Type
Is the
M otor in
the m agic
lis t?
Re lie s on
Com m utation
(PM M otor?)
Brok e n Shaft
Ne e ds to be
Cons ide re d by
Cus tom e r?
Shaft Slippage
Ne e ds to be
Cons ide re d by
the Cus tom e r?
Spe e d
M onitoring
Function
Ratings *
Don't Care
Don't Care
Don't Care
Sin/Cos
No
No
No
Y es
No
No
Y es
Y es
No
Y es
No
No
No
Y es
Y es
No
Cat2/Sil1
Cat3/Sil2
Cat3/Sil2
Cat4/Sil3
* Todas las clasificaciones hasta e incluyendo
Para
Paraencoders
encodersdobles,
dobles,CL
CLSIL3/Cat4
SIL3/Cat4para
paratodos
todos
16
Drive Explorer
17
Capturas de pantalla del módulo de
interface de operador (HIM)
18
Agenda
1.1.Descripción
Descripcióngeneral
generalde
deMSR57
MSR57
2.2.Diagrama
Diagramade
debloque
bloque
3.3.Revisión
Revisiónde
delalafunción
funciónde
deMSR57
MSR57
4.4.Ejemplos
Ejemplosde
deaplicación
aplicación
5.5.Descripción
Descripcióngeneral
generalde
deKinetix
Kinetix
6.6.Mapa
Mapade
desoluciones
solucionesde
demonitoreo
monitoreode
develocidad
velocidad
7.7.Productos
ProductosMSR57
MSR57competitivos
competitivos
19
Conectividad de productos – Multiejes
1er eje
2do eje
3er eje
Opcional
Opcional
Señales en
cascada
Señales en
cascada
•SS
•SS
•SLS
•SLS
•DM
•DM
Monitoreo
y control
de la
puerta
20
Encoder único con variador PowerFlex
23
Dos encoders con variador PowerFlex
24
Un solo encoder con un variador
Kinetix 6K o 7K
25
Cable de encoder
28
Monitoreo de red
Retroconectación
Configuración
• Todo el control local se conecta al
MSR57
• MSR57 realiza todo el control
• Las señales de monitoreo se
conectan al resto del sistema de
seguridad
Arranque/
paro normal
Paro de
emergencia
Entradas de componente
de seguridad
Ideal para:
• Acceso por una sola puerta y bloqueo
de guarda
• Los componentes de seguridad están
ubicados cerca del MSR57
• Programación PLC de seguridad
mínima requerida puesto que las
funciones se configuran en el MSR57
29
Monitoreo de red
Retroconectación
Entradas de
componente de
seguridad
Configuración
• Velocidad de monitoreo MSR57
• Componentes de seguridad en ubicación
remota
• Las salidas de seguridad se conectan a
través de Safety I/O al variador de control
en un lugar remoto
Arranque/
paro normal
Arranque/
paro normal
Paro de
emergencia
Paro de
emergencia
Ideal para:
• Bloqueo y acceso por múltiples puertas
• Máquina grande con conexiones de
entrada de seguridad distribuidas
• Programación extensa de PLC de
seguridad ya completada
30
Smartguard – Control de múltiples compuertas
Retroconectación
Control de
bloqueo de guarda
Configuración
• Todo el control local se conecta al
MSR57, excepto el control de puerta
• MSR57 configurado para monitorear
la velocidad segura de la máquina
• El sistema de control de seguridad
bloquea/desbloquea y monitorea
todas las compuertas en base a
señales del MSR57
Arranque/
paro normal
Paro de
emergencia
Entradas de componente
de seguridad
Ideal para:
• Bloqueo y acceso por múltiples
puertas
• Máquina de tamaño pequeño o
mediano
31
Agenda
1.1.Descripción
Descripcióngeneral
generalde
deMSR57
MSR57
2.2.Diagrama
Diagramade
debloque
bloque
3.3.Revisión
Revisiónde
delalafunción
funciónde
deMSR57
MSR57
4.4.Ejemplos
Ejemplosde
deaplicación
aplicación
5.5.Descripción
Descripcióngeneral
generalde
deKinetix
Kinetix
6.6.Mapa
Mapade
desoluciones
solucionesde
demonitoreo
monitoreode
develocidad
velocidad
32
Entrada de servicio
Entrada de servicio
Panel de
control
Cuchilla de sierra
Potencia
neumática
Alimentación eléctrica del robot
• El material entra por el lado izquierdo
• El operador presiona el paro de
emergencia
• La máquina corta el material
• El personal no puede ingresar al área • MSR57 verifica que la máquina está
peligrosa durante el funcionamiento
detenida
• La puerta se bloquea con interruptor de • Desbloquea la puerta de servicio
enclavamiento de solenoide
• El operador puede ingresar a la máquina
33
Opción de paro Categoría 0
Velocidad actual
Detener. Monitoreo
Paro de seguridad
Petición
Liberación de puerta
a velocidad cero
Tiempo
34
Par-desactivación segura con verificación en
reposo
Detener. Monitoreo
Velocidad actual
Ganancias de
productividad
Monitoreo de puerta
Solicitud de
paro de seguridad
Monitoreo en reposo
Liberación
de puerta
Velocidad en reposo
Tiempo
35
Opción de paro Categoría 1, 2
Detener. Monitoreo
Velocidad actual
Retardo de monit.
Solicitud de
Paro de
seguridad
Terminar
ciclo
Liberación de
puerta a velocidad
cero
Tiempo
36
Opciones de paro de seguridad 1 y paro de
seguridad 2
Velocidad actual
Retardo de monit.
Detener. Monitoreo
Monitoreo de puerta
Solicitud de
paro de seguridad
Monitoreo en
reposo
Liberación de
puerta
Velocidad en reposo
Terminar ciclo
Tiempo
37
Entrada de servicio
Aplicación de velocidad segura limitada
Entrada de servicio
Panel de
control
Cuchilla de sierra
Potencia
neumática
• Situación:
• El operador selecciona Petición SLS
– El operador necesita acceder a la máquina • MSR57 verifica que la máquina está debajo
durante la ejecución
del valor de velocidad de seguridad limitada
– Condición riesgosa durante
• MSR57 desbloquea la puerta de servicio
funcionamiento a plena velocidad
• El operador puede ingresar a la máquina
mientras la máquina está en funcionamiento
38
Opción de velocidad segura limitada
Velocidad actual
Retardo de monit.
Velocidad segura
Tiempo de
deceleración o
Terminar ciclo
Petición de
velocidad
segura limitada
Liberación de
puerta a
velocidad segura
Se retiró
petición de
velocidad de
seguridad
limitada y
puerta
bloqueada
Tiempo
39
Opción de velocidad segura limitada –
condición de fallo
Monitoreo
de paro
Velocidad actual
Retardo de monit.
Petición de
velocidad
segura limitada
Liberación de
puerta a
velocidad segura
Paro configurado
iniciado
Tiempo
40
Entrada de servicio
Cuchilla de sierra
Panel de
control
Potencia
neumática
Entrada de servicio
Velocidad de seguridad limitada con interruptor de
habilitación
Operación normal
• El operador necesita acceder a la
máquina durante la ejecución
• Condición riesgosa durante
funcionamiento a plena velocidad
• Interruptor de habilitación requerido
• El operador selecciona Petición SLS
Restablecimiento
• MSR57 verifica que la máquina está debajo del
valor de velocidad de seguridad limitada (SLS)
• MSR57 desbloquea la puerta de servicio
• El operador puede ingresar a la máquina en
funcionamiento mientras tiene el interruptor de
habilitación
Si el retardo de monitoreo está habilitado, el retardo ha TERMINADO
Si el retardo de monitoreo está habilitado, el retardo comienza ahora
41
Opción de control de interruptor de
habilitación
Velocidad actual
Retardo de monit.
Monit. de interr. de habilit.
Tiempo de
deceleración o
Terminar ciclo
Petición de
velocidad segura
limitada
Liberación de
puerta a
velocidad segura
Se retiró
petición de
velocidad de
seguridad
limitada y
puerta
bloqueada
Tiempo
42
Agenda
1.1.Descripción
Descripcióngeneral
generalde
deMSR57
MSR57
2.2.Diagrama
Diagramade
debloque
bloque
3.3.Revisión
Revisiónde
delalafunción
funciónde
deMSR57
MSR57
4.4.Ejemplos
Ejemplosde
deaplicación
aplicación
5.5.Descripción
Descripcióngeneral
generalde
deKinetix
Kinetix
6.6.Mapa
Mapade
desoluciones
solucionesde
demonitoreo
monitoreode
develocidad
velocidad
51
Introducción de par-desactivación segura
mejorada (S0)
• Proporciona una solución de par-desactivación segura para
el variador Kinetix 6000
– Diseño de estado sólido de alta confiabilidad
– Categoría 4/SIL 3, PL = e rendimiento de seguridad
– Capacidad de monitoreo de dos canales incorporada.
• No se requiere configuración
• Compatible con dispositivos tipo estado sólido o equivalentes de 2ch.
• Acepta configuración de sistema en cascada mediante salidas de
seguridad de estado sólido (prueba impulsos)
• Incluye restablecimiento automático o manual
• Tipo conector de bloque de terminales
• Proporciona simplificación de cableado sin igual y clasificaciones de
rendimiento de seguridad.
• Solución TCO más baja disponible en el mercado
• Control de movimiento permitido desde la fábrica (TBD)
• Objetivo AFS 2009
52
Par-desactivación segura Categoría 4
multiejes
Variadores de seguridad S0
SR
SR
SR
Variador
Variador
STO
STO
RBM
RBM
Variador
STO
Variador
STO
Variadores de seguridad existentes
53
Introducción del variador de seguridad
avanzado (S1)
• Proporciona compatibilidad para múltiples
funciones de seguridad incorporadas
– MSR57 “incorporado”
– Categoría 4/SIL 3, PL = e rendimiento de seguridad
– Capacidad de monitoreo de dos canales
incorporada.
• Configuración RSLogix 5000
– La primera versión usará Web Server e IE
• Acepta múltiples tipos de dispositivos de entrada
– Equivalente 2ch (con o sin discrepancia)
– Complementario 2ch (con o sin discrepancia)
– Tipo OSSD
• Tipo de conector de 26 pines D-Sub en el variador
– Kit de conector de 28 pines disponible.
• LED de bloqueo de configuración local
• Pantalla local de ID de firma de configuración
• Tipos de retroalimentación compatibles
– Sen/Cos incremental
– TTL incremental
• Solución Categoría 4/SIL3 con dispositivo de
retroalimentación simple
• Controlador independiente
• Proporciona capacidades de control completo de
seguridad de máquina
• Solución TCO más baja disponible en el mercado
• Compatible con sistema en cascada mediante
salidas de seguridad de estado sólido
• Incluye restablecimiento automático manual o
manual monitoreado
• Objetivo AFS 2009 (con S0)
55
Funciones compatibles
Clasificación
Par-desactivación de seguridad
Cat4/SIL3/PL=e
Cat4/SIL3/PL=e
Paro de seguridad 1
Cat4/SIL3/PL=e
Paro de seguridad 2
Cat4/SIL3/PL=e
Velocidad segura limitada
Cat4/SIL3/PL=e
Cat4/SIL3/PL=e
Monitoreo de dirección segura
Cat4/SIL3/PL=e
Control y monitoreo seguros de dispositivo de bloqueo de puerta
Cat4/SIL3/PL=e
Monitoreo de puerta de seguridad
Cat4/SIL3/PL=e
Monitoreo de interruptor de habilitación
Cat4/SIL3/PL=e
Monitoreo de aceleración segura
Cat4/SIL3/PL=e
56
Configuración RSLogix
57
Agenda
1.1.Descripción
Descripcióngeneral
generalde
deMSR57
MSR57
2.2.Diagrama
Diagramade
debloque
bloque
3.3.Revisión
Revisiónde
delalafunción
funciónde
deMSR57
MSR57
4.4.Ejemplos
Ejemplosde
deaplicación
aplicación
5.5.Descripción
Descripcióngeneral
generalde
deKinetix
Kinetix
6.6.Mapa
Mapade
desoluciones
solucionesde
demonitoreo
monitoreode
develocidad
velocidad
59
El mapa – Núcleo de velocidad segura
Integración de seguridad
MSR57
autónomo
PowerFlex y Kinetix
incorporado
Par-desactivación
Par-desactivacióndedeseguridad
seguridad
Dirección
segura
Dirección segura
Velocidad
Velocidadsegura
seguralimitada
limitada
Control
de
interruptor
Control de interruptordedehabilitación
habilitación
Paro
de
seguridad
(cat
0,
1,
Paro de seguridad (cat 0, 1,2)2)
Monitoreo
Monitoreodedevelocidad
velocidadcero
cero
Velocidad
segura
máxima
Monitoreo
Monitoreoy ycontrol
controldedelalapuerta
puerta
Prevención
de
arranque
inesperado
Prevención de arranque inesperado
Sistema
Sistemadedecableado
cableadodedeseguridad
seguridad
multiejes
multiejes
Todas
Todaslas
lasfunciones
funcionesprevias:
previas:
Monitoreo
Monitoreo2ch
2chintegrado
integrado
Desplazamiento
Desplazamientoa aimpulsos
impulsosseguro
seguro
Funciones
de
seguridad
Funciones de seguridad
CIP Safety
integrado
Todas
Todaslas
lasfunciones
funcionesprevias:
previas:
Desplazamiento
a
impulsos
Desplazamiento a impulsosseguro
seguro
Funciones
Funcionesdedeseguridad
seguridad
Vuelta
Vueltaa alalaposición
posicióninicial
inicialsegura
segura
Monitoreo
de
posición
seguro
Monitoreo de posición seguro
Integración
Integracióndedered
reddedeseguridad
seguridad
Cambio
de
seguridad
dinámico
Cambio de seguridad dinámico
Parámetros
Parámetros
Protección
Proteccióndedeperímetro
perímetrovirtual
virtual
Flexibilidad
60
Soluciones comunes
• Comportamiento uniforme para
las funciones de seguridad
– Aprender una y aplicar a cualquier
variación del producto
• Cableado uniforme para los
dispositivos de seguridad
• Independiente del modelo
específico del controlador Logix
–
–
–
–
ControlLogix
CompactLogix
GuardLogix
SoftLogix
al controlador
Kinetix
Kinetix6000
6000 PF 750
PF 750
• Disponible para:
– Variadores SERCOS y EtherNet/IP
Kinetix 6000
– Variadores PowerFlex 750
– Relé de seguridad MSR57
– Guard I/O para monitoreo de velocidad
Guard
GuardI/O
I/O MSR57
MSR57
a los dispositivos de seguridad
61

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